电子负载是一种通过控制内部功率器件的导通量来消耗电能的设备,在电子设备的测试和研发中具有重要作用。以下是关于电子负载的详细介绍:

工作原理

电子负载通常由功率晶体管、功率 MOSFET 或 IGBT 等功率半导体器件组成。其工作原理是通过控制这些功率器件的导通程度,来调节负载对电能的消耗。电子负载有四种主要工作模式:

  • 恒流(CC)模式:无论输入电压如何变化,负载都会吸收等于编程电流设置的电流,直至达到负载的额定电流。该模式可用于测试电压源及 AC/DC 电源供应器的负载调整率,确保电源在各种条件下都能输出指定电流。

  • 恒压(CV)模式:负载会尝试吸收足够的电流,以维持其输入端子的编程电压设置。此模式可用于测试电流源、电源供应器的限流特性,还可模拟电池的端电压来测试电池充电器。

  • 恒阻(CR)模式:电子负载如同一个固定电阻器,它感应输入端的电压,并吸收与输入电压成线性比例的电流。该模式可用于测试电压或电流源,通常用于测试电源供应器的启动条件与限流特性。

  • 恒率(CP)模式:负载将尝试吸收编程的任何负载功率,它感应输入端的电压,计算适当的电流,然后尝试吸收该电流。此模式可用来确保电源能够在整个输出电压范围内提供指定的输出功率。

功能特点

  • 的负载模拟:可以模拟各种不同的负载情况,包括阻性、感性、容性负载等,还能模拟负载短路以及特殊的负载波形曲线,准确检测负载电压,调整负载电流,满足不同测试需求。

  • 多种工作模式:具备恒流、恒压、恒阻、恒功率等基本工作模式,部分电子负载还具有动态带载、模拟带载(外部编程输入)、序列功能等,提供了丰富的测试手段,能适应各种复杂的测试场景。

  • 保护功能完善:具有对内和对外的保护功能,对内有过压保护、过流保护、过功率保护、电压反向和过温保护等;对外有过流保护、过功率保护、输出电压和低电压保护等,可有效保护电子负载和被测设备免受损坏。

  • 数据采集与分析:能够对测试过程中的电压、电流、功率等数据进行实时采集和分析,有些还具备数据存储、打印输出以及与计算机通信等功能,方便测试人员了解测试结果,评估被测设备的性能。

应用领域

  • 电源供应器测试:用于测试 DC - DC、AC - DC 和 DC - AC 等各类电源供应器,可在不同负载水平下测试和输入开启电压电平,测量纹波和噪声,调整负载和电源,以及测试过压和过流保护等性能指标。

  • 不间断电源(UPS)测试:完整的 UPS 测试需要交流电源、直流电源、直流负载和交流负载。电子负载可作为直流负载用于测试 UPS 后备电池和充电器,还可通过负载组测试验证 UPS 在各种负载条件下提供所需功率的能力,以及控制系统的电压稳定性和效率。

  • 电池和燃料电池测试:与电阻负载组相比,电子负载可以提供恒定的负载,缩短测试时间。在电池容量测试中,可使用 CP 模式以提供稳定的功耗,因为电池电压会随着时间下降。此外,还可对电子负载进行编程,输出各种负载曲线,包括快速跳跃,以测试电池充电和放电周期的特性曲线。

  • 太阳能电池板测试:电子负载可以低成本提供大电流,使用 CV 模式捕获 I - V 曲线或增加电压以进行电流测量,有助于评估太阳能电池板的性能。

选型要点

  • 电压、电流和功率:根据被测设备的输出特性来选择电子负载,确保所选电子负载的电压、电流和功率能够满足测试需求。理想情况是所有要求均在单模组的量程范围内,其次是通过多模组并联能够实现的选型。

  • 度和分辨率:度和分辨率是电子负载的重要参数指标,不同的电子负载其度的表示方法可能不同,如 1% + 2d(1% 的测量值 + 显示值的 2 倍)、1% + 2% FS(1% 的测量值 + 1% 的满量程)等,需根据测试要求选择合适度和分辨率的电子负载。

  • 功能需求:根据实际测试需求选择具备相应功能的电子负载,如是否需要动态带载、模拟带载、序列功能等。如果对测试功能要求较高,应选择功能完善、由硬件实现功能的电子负载,以保证测试的准确性和稳定性。...